Наука

Мозковий імплант повернув паралізованій людині тактильні відчуття

Ян Буркхарт

Десять років тому Ян Буркхарт, якому зараз 28 років, під час дайвінгу пошкодив спинний мозок, був паралізований і з тих пір прикутий до інвалідного візка. Єдине, чим він може дуже обмежено рухати – права рука, але при цьому все одно нічого нею не відчуває. Тепер, завдяки розробленому в американському Меморіальному інституті Баттеля нейрокомп’ютерний інтерфейс (МКІ), Ян може знову грати в Guitar Hero і відчувати, з якою силою він стискає предмети.

Згідно опублікованій в журналі Cell науковій роботі, присвяченій «системі нейронного шунтування», комплекс пристроїв складається з трьох основних компонентів. Перший – це хірургічно імплантований чіп, розташований в області мозку, яка реагує на думки про рух. Другий – система інтерпретує мозкові хвилі і сигнали мозку, яка визначає про які рухи думає пацієнт (в даному випадку, Буркхарт). Нарешті, група електродів переводить розпізнані думки в стимуляцію м’язів на руці, що призводить до руху.

Читайте також:  У США зловили найбільшого пітона завдовжки майже шість метрів

Ян Буркхарт

Перша версія система працювала добре з точки зору відновлення рухових функцій в руці Буркхарта, але його травма настільки серйозна, що він нічого не відчуває кінцівками. Тому, якщо Ян не бачить об’єкт, він не може зафіксувати дотик. Йому було важко впоратися навіть з такими простими завданнями, як пити газовану воду під час перегляду телевізора, оскільки управління рукою за допомогою НКІ вимагає великої концентрації.

Ян Буркхарт

Проте, незважаючи на параліч, стимуляція шкіри призводила до виникнення нервових сигналів, які все ще доходили до його мозку. Цей феномен відомий, як субперцептивна активність мозку – нервові імпульси виникають, але вони занадто слабкі для того, щоб мозок їх сприймав. Це означало, що у Буркхарта все ще збереглося кілька функціонуючих нервових волокон в руці.

Читайте також:  Названа середня температура Землі в льодовиковий період

Ян Буркхарт

Команда вчених вирішила посилити ці ледь помітні сигнали за допомогою тактильного зворотного зв’язку із застосуванням вібромоторів, таких же, як у мобільного телефону або ігрового контролера. Їх система використовує електроди на шкірі, які з’єднані з проводами обходять спинний мозок і посилають ці субперцептивні імпульси від дотику через нейроінтерфейс. А кілька вібраційних двигунів на плечі Буркхарта забезпечують зворотний зв’язок.

Ян Буркхарт

Початкові результати виявилися надзвичайно багатообіцяючими – Буркхарт отримав здатність виявляти об’єкт із зав’язаними очима, покладаючись тільки на дотик. Тактильний зворотний зв’язок дає йому більший контроль над рухами руки, а також можливість відчувати силу тиску, яке потрібно використовувати при торканні різних предметів. У інженерів університету Баттеля вийшов перший в світі нейрокомп’ютерний інтерфейс, який може одночасно управляти відновленням руху і відчуттям дотику.

Читайте також:  Земля виявилася не кращою планетою для життя у Всесвіті

Для зручності пацієнта був створений тканинний рукав з датчиками, щоб в перспективі Ян міг користуватися новими можливостями і вдома — перші тестові манжети були громіздкими і не дуже зручними, особливо з урахуванням того, що між сенсорами і шкірою повинен був знаходитися гель. Поки що лімітуючим фактором є необхідність наявності потужного комп’ютера, до якого вся система датчиків повинна підключатися. Вчені сподіваються найближчим часом створити компактний блок електроніки розміром не більше планшета або книги, щоб вмістити його в інвалідний візок.

Залишити коментар